今天就和大家分享一下是谁发现了自由落体定律。谁发现了自由落体?),以下是本期总结,大家来看看。
谁发现了自由落体定律?主要内容是什么?
1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时下落”的实验,得出了两个不同重量的铁球同时下落的结论,推翻了亚里士多德“物体下落速度与其重量成正比”的理论,纠正了这一持续了1900多年的错误结论。伽利略做了很多关于自由落体的实验。他站在斜塔上,让不同材质的物体从塔顶落下,测量落下时间的差异。发现各种物体同时落地,不分先后。换句话说,下落运动与物体的具体特征无关。无论是木球还是铁球同时从塔上落下,都会同时到达地面。伽利略通过反复实验,在不考虑空空气阻力的情况下,认为轻重物体的自由落体速度相同,即重力加速度的大小相同。
如果从牛顿万有引力定律分析自由落体的运动规律,任何两个物体都遵循万有引力定律,两个不同重量的物体在地球引力场中自由落体时会得到相同的加速度,所以实验结果表明两个球同时落地是符合万有引力定律的。换句话说,伽利略的实验结论与从万有引力定律做出的理论分析是完全一致的。从这个角度来看,伽利略的实验是正确的。但是万有引力定律需要一定的条件才能完全成立。必须假设任意两个中性物体之间的相互作用完全符合万有引力定律,任意两个物体场的作用规律与地场的作用规律完全相同,但事实并非如此。
重力加速度的公式可以从牛顿万有引力定律推导出来。
当地球上的一个物体空以地心为参考点描述自己的运动时,它以匀速圆周绕地球运动。物体在与地心相连的方向上受到的合力是指向地心的向心力,由物体与地球之间的引力提供,即F方向= F百万。根据牛顿第二定律公式后跟向心力:F=mg和万有引力定律公式:可用,
(相对湿度下)
上式中,m是地球的质量,m是物体的质量,r是地球的半径,h是物体离地面的高度,g是物体绕地球匀速圆周运动产生的向心加速度,也就是这里物体的重力加速度,g是重力常数。
我们来看一个地面上的物体空自由落体。在这种情况下,地球对物体的引力大于物体在这个位置绕地球做匀速圆周运动所需的向心力,所以物体会处于自由落体状态。物体自由落体所受的合力仍然是:f = F百万。
从上面推导的重力加速度公式可以看出,地面上两个高度空相同的物体,无论其质量、大小、结构、密度如何,都得到相同的重力加速度。
因为根据场之间的相互作用定律,物体之间的引力相互作用实际上是借助于物体之间的场来起作用的。同样,任何两个物体与地球之间的引力也是借助场起作用的。只有当任意两个物体与高尔夫球场的引力相互作用具有完全相同的规律时,引力定律才能严格成立,引力加速度才能始终完全相同,两个球才能同时落地。然而,现实是万有引力定律只是一个近似值。一般来说,任何两个物理场与高尔夫球场的相互作用规律都不严格遵循万有引力定律,重力加速度会有一些差异。因此,任何两个物体并不总是同时从同一高度落下。
根据物质的核心和场理论,引力的本质是电场力,两个物体之间的引力只取决于物体场的结构和大小,而引力的大小主要取决于两个物体所带电场的数量,或者取决于物体的两性电荷之和(我们可以把一个中性物体中正负电荷之和称为物体两性电荷之和)。一般来说,物体携带的电场光子越多,物体的电荷总和就越大。电场中光子的数量很大程度上反映了一个物体的电量之和。引力与物体的质量(主要是裸核的质量)没有直接关系。因此,对于地球上两个质量相同(主要是裸核数量相同)的物体,带两性电荷的物体越大,地球引力越大,带两性电荷的物体越小,地球引力越小。地球上两个质量相同、结构性质不同的物体得到的重力加速度是不一样的。
与电粒子裸核组成的中性物体相比,单个自由的电粒子裸核,如电子或质子,在相同的外场环境下,获得电场的能力更大,获得的电量也更大。对于两个中性物体,当每个中性物体中正负粒子的裸核数与另一个物体完全相等时,即当两个物体的裸核总质量完全相同时,结构松散的物体比结构紧密的物体从外界环境获得电场光子的能力更大。所以一个物体的总电荷(加上两性电荷之和)与其自身质量的比值(可以称为中性物体的荷质比)也大,所以当它与另一个物体如地球相互作用时,也受到地球引力的影响,得到的加速度也大。由此推断,对于两个质量相同的物体,结构松散、密度小的物体会比结构紧密、密度大的物体受到更大的重力加速度,会先到达地面。
由于物质结构的差异,比如组成元素的不同,元素周期表中轻元素的原子核比元素的原子核具有更强的充电能力,单位质量比重的轻元素的原子核具有更多的电场,因此具有很强的吸引核外电子的能力,整个原子也从周围吸收更多的电场空。所以轻元素物质和重元素物质在同一个引力场中,比如地球的场,有不同的引力特性,导致引力加速度g=F/m不同,轻元素物质或元素的原子核在同一个引力场中自由落体产生的引力加速度也大于轻元素物质或元素,轻元素物质或元素的原子核先到达地面。
两个球是否同时落地和等效原理必须从物质的微观结构和相互作用来分析。如果能做电子和质子自由落体的实验,就不会有同时落体了。从理论上可以知道,电子的引力与质子的引力相等,但电子的质量小于质子的质量,因此可以预测,电子将获得比质子更大的加速度,更先到达地面。
重做自由落体实验的关键条件是:结构密度不同,真空,落体距离长,严格控制条件,保证实验的准确性。
伽利略发现了什么定律?
伽利略发现了自由落体定律,即物体在重力作用下从静止状态下落。伽利略在比萨斜塔做了一个“两个铁球同时落地”的实验,得出了两个不同重量的铁球同时下落的结论。伽利略发现了自由落体定律,即物体在重力作用下从静止状态下落。伽利略在比萨斜塔做了一个“两个铁球同时下落”的实验,得出了两个不同重量的铁球同时下落的结论。
谁首先发现了自由落体运动?
伽利略的比萨斜塔
古希腊权威思想家亚里士多德(公元前384-322年)曾断言,物体从高处落下的速度空与物体的重量成正比,重的落下快,轻的落下慢。例如,一个十磅重的物体下落的速度比一磅重的物体快十倍。1800多年来,人们一直把这种错误的论断当作真理。直到16世纪,伽利略(1564-1642)才发现这一理论的逻辑矛盾。伽利略说,如果一块大石头以一定的速度落下,那么,根据亚里士多德的判断,一块较小的石头会以相应较慢的速度落下。如果我们把这两块石头绑在一起,这块重量等于两块石头之和的新石头会以什么速度下落?如果还是按照亚里士多德的判断,必然会得出两个截然相反的结论。一方面,新石头的下落速度比之一块大石头慢,因为增加一块下落速度较慢的石头会减缓之一块大石头的下落速度;另一方面,新石头应该比之一块大石头下落得快,因为绑在一起的两块石头的重量大于之一块大石头的重量。这两个矛盾的结论不能同时成立,说明亚里士多德的论证是不合逻辑的。伽利略进一步假设物体下落的速度与其重量无关。如果两个物体的空空空气阻力相同,或者忽略空空气阻力,那么两个不同重量的物体将以相同的速度下落,同时到达地面。
为了证明这一点,1589年的一天,25岁的比萨大学年轻数学讲师伽利略带着他的辩论对手和许多其他人来到比萨斜塔。伽利略爬到塔顶,扔下一个100磅和1磅重的铁球。在众目睽睽之下,两个铁球几乎平行落地。面对这个无情的实验,在场的人都傻眼了,不知所措。
这个被科学界誉为“比萨斜塔实验”的美丽故事,用事实证明了不同重量的物体从同一高度落下,加速度相同,它们会同时落地,从而推翻了亚里士多德的错误判断。这就是自由落体定律,伽利略证明了,现在人们也知道了。作为自然科学的一个例子,比萨斜塔实验提供了一个生动的例子,实践是检验真理的唯一标准。
谁发现了自由落体定律?
“伽利略”
据说,1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时下落”的实验,得出了两个重量不同的铁球同时下落的结论,从而推翻了亚里士多德“物体下落速度与其重量成正比”的理论,纠正了这个持续了1900多年的错误结论。但这是不可能的。不同重量的物体只有在true 空的条件下才能同时落地。美国宇航员大卫·斯科特登上月球时,试图在同一高度扔下一根羽毛和一把锤子,发现它们同时着陆,证明了自由落体定律的正确性。即使伽利略确实做了这个实验,也仅限于当时的科技水平,所以看起来他是同时着陆的。伽利略做了很多关于自由落体的实验。他站在斜塔上,让不同材质的物体从塔顶落下,测量落下时间的差异。发现各种物体同时落地,不分先后。换句话说,下落运动与物体的具体特征无关。无论是木球还是铁球同时从塔上落下,都会同时到达地面。伽利略通过反复实验,在不考虑空空气阻力的情况下,认为轻重物体的自由落体速度相同,即重力加速度的大小相同。
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